DE19717538C2 - Process for producing a molded part - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her stellen eines Formteils mit einer Basisschicht und einer Deckschicht, bei dem die Basisschicht aus faserverstärkten Kunststoffen und die Deckschicht aus einer Deckfolie bestehen und die Verbindung zwischen diesen beiden Schichten in einem einzigen Heißpreßvorgang hergestellt wird.The present invention relates to a method for manufacturing make a molded part with a base layer and a Top layer, in which the base layer is made of fiber-reinforced Plastics and the cover layer consist of a cover film and the connection between these two layers in one single hot pressing is produced.
In der DE 38 38 199 A1 ist ein Verfahren zum Beschichten von SMC-, BMC- und DMC-Materialien mit Folien offenbart. Die Verbindung zwischen der Trägerschicht und der Deckfolie wird durch eine Umspülung der Ränder der Deckschicht mit SMC- Material aus der Trägerschicht dauerhaft und robust.DE 38 38 199 A1 describes a method for coating SMC, BMC and DMC materials with foils disclosed. The Connection between the carrier layer and the cover film by rinsing the edges of the top layer with SMC Material from the carrier layer durable and robust.
In der DE 41 01 106 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen lami nierter Formteile offenbart, bei dem in einem Zweischrittver fahren zunächst ein Formling aus thermoplastischem Material spritzgegossen wird, der vor seinem vollständigen Aushärten mit Deckschichtmaterial belegt wird und in einem zweiten Preß schritt mit diesem verbunden wird.DE 41 01 106 A1 describes a method for producing lami Niert molded parts disclosed in which in a two-step first drive a molding made of thermoplastic material is injection molded before it is fully cured is covered with cover layer material and in a second press step is connected to this.
Weiterhin offenbart die DE 42 24 667 A1 ein Verfahren zur Herstellung mehrlagiger Wandverkleidungen, bei dem die zur Bildung des Trägerteils und des Dekorteils eingesetzten Werk stoffe nacheinander in eine beheizbare Form gelegt werden, in der sie dann miteinander verpreßt werden. Vorzugsweise soll zunächst eine Trägerschicht gepreßt werden und in einem zweiten Preßhub eine Dekorschicht aufgebracht werden. Die kennzeichnende Neuerung dieser Druckschrift besteht in der Verwendung einer Temperaturblockschicht, vorzugsweise aus Baumwollfaservlies oder Schaumstoff, um temperaturempfindliche Oberflächenmaterialien vor den notwendigen hohen Temperaturen in der Trägerschicht zu schützen. Furthermore, DE 42 24 667 A1 discloses a method for Production of multi-layer wall coverings, in which the for Formation of the carrier part and the decorative part used plant fabrics are placed one after the other in a heatable form, in which they are then pressed together. Preferably should first a carrier layer is pressed and in one second press stroke, a decorative layer can be applied. The a characteristic innovation of this publication is the Use of a temperature block layer, preferably made of Cotton fiber fleece or foam to make temperature sensitive Surface materials before the necessary high temperatures to protect in the backing layer.
In der DE 40 29 910 A1 wird eine Vorrichtung zur automatischen Herstellung großflächiger Formteile aus duroplastischer Preß masse offenbart.DE 40 29 910 A1 describes an automatic device Production of large-area molded parts from thermosetting press mass revealed.
Ein mit dieser Maschine denkbarer Verfahrensablauf eignet sich nicht zur Herstellung von zweischichtigen Formteilen, bei denen die Deckschicht aus hochwertigen Dekorationsmaterialien bestehen soll.A process sequence conceivable with this machine is suitable not for the production of two-layer molded parts which the top layer of high quality decorative materials should exist.
Der Artikel in Kunststoffe, 85 (1995), 3, Seiten 319 bis 321 beschreibt den Einsatz von Naturfasern zum Herstellen faser verstärkter Kunststoffbauteile und bietet keine Verfahrens beschreibung zur Herstellung mehrschichtiger Formteile.The article in Kunststoffe, 85 (1995), 3, pages 319 to 321 describes the use of natural fibers to manufacture fibers reinforced plastic components and offers no process description for the production of multi-layer molded parts.
Nachteilig an den bekannten Herstellungsverfahren ist jedoch, daß bisher das Problem nicht zufriedenstellend gelöst ist, ein einfaches Preßverfahren mit nur einem Preßhub einzusetzen, um ein Deckschichtmaterial mit einer Trägerschicht zu verbinden, wobei eine einheitlich herzustellende Trägerschicht aus spritzgießfähigen BMC- oder SMC-Kunststoffen und die dekora tive Deckschicht aus verschiedenen Textilien oder Holz furnieren bestehen können. Weiterhin wäre es für den Herstel lungsprozeß günstig, aber bisher nicht realisiert, wenn gleichzeitig mit dem einzigen Preßhub Tauchkanten an dem Preßwerkzeug selbst das Deckschichtmaterial, zum Beispiel Furniere, auf die Ausmaße der Basisschicht zuschneiden können.However, a disadvantage of the known manufacturing processes is that the problem has not yet been solved satisfactorily simple press method with only one press stroke to use to connect a cover layer material with a carrier layer, a carrier layer to be produced uniformly injection-moldable BMC or SMC plastics and dekora tive top layer made of different textiles or wood veneers can exist. Furthermore, it would be for the manufacturer development process cheap, but not yet realized if at the same time with the only press stroke plunge edges on the Press tool itself the top layer material, for example Veneers to which the dimensions of the base layer can be cut.
Ein weiteres Verfahren ist aus der EP 0 325 690 B1 bekannt. Bei dem dort dargestellten Verfahren ist es möglich, eine Basislage und eine Deckfurnierlage in einem einzigen Preß stanzvorgang zu einem Werkstück mit einer ansprechenden Ober fläche zu formen. Bevorzugt besteht die Basislage zumindest teilweise aus Holz oder aus einem aus mehreren Einzellagen geschichteten Basisfurnier. Die Verbindung zwischen Basislage und Deckfurnierlage wird bei dem bekannten Verfahren durch Kunstharzkleber hergestellt. Mit dem bekannten Verfahren er hält man Furnierwerkstücke von guter Oberflächenbeschaffenheit und mit einer hohen Verwindungssteifigkeit.Another method is known from EP 0 325 690 B1. In the method shown there, it is possible to Base layer and a top veneer layer in a single press punching process to a workpiece with an appealing upper shape surface. At least the base layer preferably exists partly made of wood or one of several individual layers layered base veneer. The connection between base position and veneer layer is in the known method by Made of synthetic resin adhesive. With the known method he you keep veneer workpieces with good surface properties and with a high torsional stiffness.
Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist jedoch, daß der Aufbau des Schichtverbundes der jeweils erwünschten Deck schicht und dem vorgesehenen Einsatzbereich angepaßt werden muß. Weiterhin ist es erforderlich, Befestigungselemente, mit denen das Formteil zum Beispiel zur Innenverkleidung eines Fahrzeugs angebracht wird, nachträglich an dem verpreßten Formteil anzubringen.A disadvantage of the known method, however, is that the Structure of the layer structure of the desired deck layer and the intended application got to. It is also necessary to use fasteners which the molded part for example for the interior cladding Vehicle is attached, subsequently to the pressed To attach molded part.
Es ist demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Notwendigkeit für zwei voneinander getrennte Preßhübe dadurch zu umgehen, daß das Material der Trägerschicht von dem der dekorativen Deckschicht durch den zusätzlich eingebrachten Klebefilm zum einen physikalisch abgegrenzt wird, so daß das Deckschichtmaterial während des Preßvorgangs nicht von flüssi gen Komponenten der Trägerschicht verschmutzt werden kann, zum anderen eine paßgenaue Klebeverbindung zwischen der Träger- und der Deckschicht hergestellt wird.It is therefore the object of the present invention This necessitates two separate press strokes to circumvent that the material of the carrier layer from that of decorative top layer through the additionally introduced Adhesive film is physically delimited on the one hand, so that Cover layer material not of liquid during the pressing process components of the support layer can be contaminated to others a precisely fitting adhesive connection between the carrier and the top layer is produced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1.
Die Herstellung eines mehrschichtigen Formteils in nur einem Preßvorgang bringt einen vereinfachten Produktionsablauf mit sich. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet im Produktionsab lauf den Rationalisierungsvorteil, eine einheitliche Basisschicht aus SMC- und BMC-Material mit einem Klebefilm duroplastischer Art auf Basis von Natronkraft- oder Recyclingpapieren, die mit einem Harnstoff-Melamin-Harz- Gemisch imprägniert sind, als Träger für verschiedene hochwertige Dekorationsschichten, wie zum Beispiel Furniere, einsetzen zu können.The production of a multi-layer molded part in only one Pressing process brings a simplified production process yourself. The method according to the invention offers in production run the rationalization advantage, a uniform Base layer made of SMC and BMC material with an adhesive film thermosetting type based on sodium or Recycled paper with a urea melamine resin Mixture impregnated as a carrier for various high-quality decorative layers, such as veneers, to be able to use.
In der vorliegenden Erfindung wird die Deckschicht allein durch den eingefügten Klebefilm mit den Komponenten der Trä gerschicht verbunden, wobei Tauchkanten der Preßform einge setzt werden, um während des einzigen Preßhubes das Deck schichtmaterial paßgenau auf die Ausmaße der Trägerschicht zuzuschneiden.In the present invention, the top layer is used alone through the inserted adhesive film with the components of the Trä Gerschicht connected, with plunge edges of the mold be set to the deck during the single press stroke layer material fits perfectly to the dimensions of the carrier layer tailored.
Bei den für den Aufbau der Basisschicht verwendeten SMC-Matten handelt es sich um flächige Gebilde, welche aus ungesättigten Polyesterharzen mit Glasfilamenten bestehen. Vorzugsweise sind LP (Low Profile)-Hochpolymer-Komponenten in stark schwundkom pensierter Einstellung als Bestandteil der SMC-Matte vorgese hen, weitere Bestandteile sind Additive, wie Trennmittel und Lagerstabilisatoren sowie mineralische Füllstoffe in beliebi ger Farbeinstellung. BMC steht für "bulk molding compound". Ein hieraus bestehendes Material kann im quasi flüssigen Zu stand in das Werkzeug eingespritzt werden.For the SMC mats used to build up the base layer are flat structures, which consist of unsaturated Polyester resins with glass filaments exist. Are preferred LP (Low Profile) high-polymer components with high shrinkage retired setting as part of the SMC mat hen, other components are additives such as release agents and Storage stabilizers and mineral fillers in any color setting. BMC stands for "bulk molding compound". A material made from this can be used in a quasi liquid state be injected into the tool.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sollten Wärmezufuhr und Druck bis zum vollständigen Aushärten der aushärtbaren Kompo nenten aufrechterhalten werden.In the method according to the invention, heat and Print until the hardenable compo is completely hardened be maintained.
Das Verpressen erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 120°C und 160°C, besonders bevorzugt ist der Tempe raturbereich zwischen 140°C und 160°C.The pressing is preferably carried out at one temperature between 120 ° C and 160 ° C, the temperature is particularly preferred temperature range between 140 ° C and 160 ° C.
Je nach Rahmenbedingungen, wie zum Beispiel der Dicke des Formteils und der verwendeten Temperatur sind verschiedene Zeiträume zum Aushärten der aushärtbaren Materialien erfor derlich. Der Zeitraum zum Aushärten variiert daher zwischen da. 30 Sekunden und 5 Minuten, er wird bevorzugt aber zwischen 2 und 3 Minuten liegen.Depending on the general conditions, such as the thickness of the The molded part and the temperature used are different Require periods to harden the hardenable materials such. The time period for curing therefore varies between there. 30 seconds and 5 minutes, but is preferred between 2 and 3 minutes.
Als Deckschicht werden bevorzugt Furniere verwendet.Veneers are preferably used as the top layer.
Diese haben vorteilhafterweise eine Dicke zwischen 0,1 Milli metern und 0,9 Millimetern, häufig wird die Dicke zwischen 0,4 Millimetern und 0,6 Millimetern liegen.These advantageously have a thickness between 0.1 milli meters and 0.9 millimeters, the thickness is often between 0.4 Millimeters and 0.6 millimeters.
Es werden bevorzugt Dekorfurniere, zum Beispiel Echtholz furniere verwendet. Decorative veneers, for example real wood, are preferred veneers used.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß als zusätzliche Zwischenschicht ein Vlies oder Blindfurnier in den Schicht verbund eingebracht wird. Hierdurch verbessert sich die Eigensteifigkeit, wodurch sich eine bessere Handhabung der Dekorfurniere, insbesondere wenn es sich um Echtholzfurniere handelt, ergibt.It can also be provided that as an additional Interlayer a non-woven or blind veneer in the layer composite is introduced. This improves the Inherent rigidity, resulting in better handling of the Decorative veneers, especially when it comes to real wood veneers acts, results.
Auch kann das Einbringen von duroplastischen Harzen, wie Phenolharz oder ähnlichem besondere Vorteile mit sich bringen.The introduction of thermosetting resins, such as Phenolic resin or similar bring special advantages.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be steht darin, daß Befestigungselemente, zum Beispiel auf der Rückseite oder an den Seitenkanten des Formteils sogleich bei dem Preßvorgang anformbar sind bzw. eingebettet werden können.A particular advantage of the method according to the invention is that fasteners, for example on the Back or on the side edges of the molded part immediately the molding process can be molded or embedded.
Die Herstellung der Formteile wird vorteilhafterweise in geeigneten Pressen bzw. Werkzeugen stattfinden.The production of the molded parts is advantageously in suitable presses or tools.
Als Deckschicht können natürliche und/oder künstliche Werk stoffe und/oder Kombinationen aus den genannten Materialarten verwendet werden.Natural and / or artificial work can be used as a top layer fabrics and / or combinations of the types of materials mentioned be used.
Weiterhin ist es möglich, verschiedene Dekorationsmaterialien, wie Stoff, Textil, Kunstleder, Leder, Kunststoff, Papier, papier-ähnliche Stoffe, Metalle und/oder Kombinationen aus diesen Materialien verwenden.It is also possible to use different decoration materials, such as fabric, textile, synthetic leather, leather, plastic, paper, paper-like fabrics, metals and / or combinations of use these materials.
Besonders vorteilhaft erweist sich das Verfahren, wenn die Deckschicht eine der Sichtfläche abgewandte Beschichtung auf weist, die ein Einreißen der Deckschicht beim Verpreßvorgang verhindert.The method proves to be particularly advantageous if the Top layer a coating facing away from the visible surface has a tearing of the cover layer during the pressing process prevented.
Es können auch verschiedene Deckschichtmaterialien neben einanderliegend angeordnet werden.There can also be various top layer materials besides to be arranged one above the other.
Das Formteil verbleibt bis zum vollständigen Aushärten in seiner Form, so daß eine unproblematische Entnahme des fertigen Werkstücks erfolgen kann. Das Preßwerkzeug steht dann sogleich für den nächsten Produktionsvorgang zur Verfügung. Durch die günstigen Fließeigenschaften der geschmolzenen Materialien ist es möglich, Befestigungsvorrichtungen direkt beim Preßvorgang anzuformen bzw. einzubetten. Die Verfahrens parameter, wie Zeit, Temperatur und Druck beim Preßvorgang können so angepaßt werden, daß das geschmolzene Material auch in kleine Formnestbereiche fließen kann, wodurch das Anformen von Befestigungsvorrichtungen möglich wird. Besondere Vorteile bei der Verwendung von SMC-Matten ergeben sich weiterhin aus ihrer guten Lagerfähigkeit. Auf Rollen gewickelt können vorbereitete SMC-Matten bis zu einem halben Jahr gelagert werden. Weiterhin zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, daß mit kurzen Taktzeiten Formteile von höchster Festigkeit hergestellt werden können, weil die jeweils vorge gebenen Faserverstärkungsstrukturen beim Preßvorgang weitge hend erhalten bleiben.The molded part remains in until it has completely hardened its shape, so that an unproblematic removal of the finished workpiece can be done. The press tool is then immediately available for the next production process. Due to the favorable flow properties of the melted Materials, it is possible to attach fasteners directly to form or embed during the pressing process. The procedure parameters such as time, temperature and pressure during the pressing process can be adjusted so that the molten material too can flow into small mold cavity areas, thereby forming of fastening devices is possible. Special advantages when using SMC mats continue to result from their good shelf life. Can be wound on rolls prepared SMC mats stored for up to six months become. Furthermore, the method is characterized in that with short cycle times molded parts of the highest Strength can be produced because the respective pre Given fiber reinforcement structures during the pressing process remain intact.
Anhand der Zeichnungen soll das erfindungsgemäße Verfahren im folgenden beispielhaft erläutert werden.Using the drawings, the inventive method in following are exemplified.
Fig. 1 zeigt ein Preßstanzwerkzeug in einer Schnitt ansicht senkrecht zu seiner Hauptebene in ge öffnetem Zustand mit eingelegter SMC-Matte und Deckschicht vor dem Preßvorgang. Fig. 1 shows a press punch in a sectional view perpendicular to its main plane in the open state with inserted SMC mat and top layer before the pressing process.
Fig. 2 zeigt das Preßstanzwerkzeug aus Fig. 1 während des Preßvorgangs. FIG. 2 shows the press punching tool from FIG. 1 during the pressing process.
Fig. 1 zeigt ein Preßstanzwerkzeug 2 mit einem beweglichen Stanzwerkzeug 4 und einem Gegenwerkzeug 6. Das Stanzwerkzeug 4 weist eine Stanzfläche 8 auf, das Gegenwerkzeug eine Gegenflä che 10. Das Stanzwerkzeug 4 und das Gegenwerkzeug 6 liegen einander mit Stanzfläche 8 und Gegenfläche 10 gegenüber. Zwi schen Stanzfläche 8 und Gegenfläche 10 ist in dem in Fig. 1 dargestellten geöffneten Zustand des Preßstanzwerkzeugs 2 ein Zwischenraum 12 dargestellt, welcher das Einlegen einer SMC- Matte 18 sowie einer Deckschicht 20 ermöglicht. Das Gegenwerk zeug 6 weist an seiner Gegenfläche 10 Ausnehmungen 14, 16 auf, auf deren Bedeutung im Zusammenhang mit Fig. 2 eingegangen wird. Fig. 1 shows a pressing and punching tool 2 with a movable die 4 and a counter die 6. The punch 4 has a punch surface 8 , the counter tool surface 10 . The punching tool 4 and the counter tool 6 lie opposite one another with the punching surface 8 and the counter surface 10 . Between the punching surface 8 and the counter surface 10 , an intermediate space 12 is shown in the open state of the press punch 2 shown in FIG. 1, which allows the insertion of an SMC mat 18 and a cover layer 20 . The counterpart tool 6 has on its counter surface 10 recesses 14 , 16 , the importance of which is discussed in connection with FIG .
In Fig. 2 ist dasselbe Preßstanzwerkzeug während des Preßvor gangs dargestellt. In diesem Zustand sind SMC-Matte 18 und Deckschicht 20 durch das Pressen der Stanzfläche 8 des Stanz werkzeugs 4 gegen die Gegenfläche 10 des Gegenwerkzeugs 6 zu einem Formteil 22 verpreßt. Das während des Preßvorgangs ver flüssigte Material ist auch in die Ausnehmungen 14, 16 der Gegenfläche im Gegenwerkzeug eingedrungen, so daß während des Preßvorgangs sogleich Befestigungsvorrichtungen 24, 26, in diesem Fall an der Rückseite des Formteils, angeformt werden. In Fig. 2 the same press punch tool is shown during the Preßvor gear. In this state, SMC mat 18 and cover layer 20 are pressed by pressing the punching surface 8 of the punching tool 4 against the counter surface 10 of the counter tool 6 to form a molded part 22 . The ver liquid material during the pressing process has also penetrated into the recesses 14 , 16 of the counter surface in the counter tool, so that fastening devices 24 , 26 , in this case on the back of the molded part, are formed during the pressing process.
Im Falle der Verwendung von BMC-Material ist das Preßstanz werkzeug 2 mit einem Angußkanal ausgestattet, durch welchen des flüssige Material in das Werkzeug eingebracht wird. Ansonsten erweist sich das Verfahren unter Verwendung von BMC- Material als ebenso vorteilhaft wie bei der Verwendung von SMC-Matten, insbesondere im Hinblick auf die Variabilität der ansonsten eingesetzten Werkstoffe, der Handhabbarkeit des fer tig ausgehärteten Formteiles sowie der Möglichkeit, Befesti gungsvorrichtungen sogleich anzuformen.In the case of using BMC material, the press punch tool 2 is equipped with a sprue through which the liquid material is introduced into the tool. Otherwise, the method using BMC material proves to be just as advantageous as when using SMC mats, in particular with regard to the variability of the materials otherwise used, the manageability of the finished, hardened molded part and the possibility of immediately forming fastening devices.
22nd
Preßstanzwerkzeug
Press punch tool
44th
Stanzwerkzeug
Punching tool
66
Gegenwerkzeug
Counter tool
88th
Stanzfläche
Punching surface
1010th
Gegenfläche
Counter surface
1212th
Zwischenraum
Space
1414
, ,
1616
Ausnehmung
Recess
1818th
SMC-Matte
SMC mat
2020th
Deckschicht
Top layer
2222
Formteil
Molding
2424th
, ,
2626
Befestigungsvorrichtung
Fastening device
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